A rejtélyes katódsugárzás

A rejtélyes katódsugárzás

http://members.chello.nl/~h.dijkstra19/index.htmlhttp://www.oneillselectronicmuseum.com/

A gimnáziumok aranykora1896: „Szegszárdi Főgymnasium”

•Szabó Ferenc, gimnázium az első fizikatanára alapítja, sok a korban népszerű csővel

•Jól felszereltnek számított

•II. világháború alatt 95% elpusztul

A XIX.-XX.sz:

Tudomány, technika, haladás

Megjelennek a mérnök-fizikusok:Pl. Edison, Tesla, magyarok

Mivel foglalkoztak a fizikusok a XIX. sz.-ban?

• A négy ismert kölcsönhatás (hő, fény, elektromosság, mágnesség) newtoni alapon történő egyesítésével

Schelling romantikus természetfilozófiája

Ideológia vonatkozása:

Oersted, Faraday, Maxwell

Elektromosság + mágnesség + fény

Kelvin, Joule

mechanika + hő + elektromosság

Michelsohn„…a fizikának vége, és a fizikusoknak már nincs más dolguk, mint a természeti állandókat hét tizedesjegy pontossággal megmérni…”(1887)

Kisebb „felhőcskék”:

…és mivel foglalkoznak ma a fizikusok?

A négy ismert kölcsönhatás egyesítésével

?

Anthony Garrett Lisi

Az E8 objektum politópja

1897: Katódsugárzás: az első elemi részecske megtalálása 2008: az utolsó elemi részecske megtalálása?

(a SM modellben)

Izgalmas időket élünk…

CERN, ATLAS detektor: Higgs bozon? Fizika vége?

Előzmények: Az elektromosság diadalútja

• Fémekben:

• Folyadékokban:

• Gázokban?

Vezetési jelenségek gázokban

• A gázok általában jól szigetelnek• Ívkisülés: normál gáz, nagy áramerősség

Vezetési jelenségek gázokban

• Szikrakisülés: normál gáz, nagy feszültség

Ruhmkorff-induktor (szikrainduktor)

Heinrich Geissler csövei• 1850 k.: Higanyos

szivattyú: nagy vákuum• gázkisülési csövekben

nagyfeszültségnél szép izzás

Heinrich Geissler csövei

Heinrich Geissler csövei

Képek a szertárból

Képek a szertárból

Képek a szertárból

Julius Plücker

1854: A gázoszlop mágneses térben eltéríthető. Különböző gázok különböző színűek, és a színképük vonalas.

1859: Nagyon nagy vákuumnál, nagy feszültségnél a katóddal szemközti üvegfal világit

Képek a szertárból

Crookes-cső, XX:sz eleje

Crookes-csövek

Johann Hittorf(1860-1889,csaknem 30 éven át kutatja)

•sugárzás a katódból indul ki, és egyenes vonalban terjed,

•becsapódásakor pedig több anyagon fluoreszcenciát okoz

•katódsugárzás eltéríthető mágneses mezőben

•Hőt termel

•a kisülési csövekben tapasztalható fényjelenségek magyarázatára egy ütközési ionizáción alapuló elméletet dolgoz ki.

CrookesA legnagyobb tekintélyű angol kutató, évtizedeken át kutatja, kimutatja pl. a sugárzás nyomását is

1879: Szerinte a katódsugár nem más, mint negatív töltéssel ellátott molekulák áramlása. A molekulák úgy tesznek szert negatív töltésre, hogy a katódnak ütközve onnan negatív töltést vesznek fel, majd nagy sebességgel eltaszítódnak tőle.

Egy érdekes Crookes-cső

Képek a szertárból

Goldstein1870: Az egyenes katódsugaraktól védett fluoreszkáló ernyő fénylik Felfedezhette volna a Röntgen-sugárzást

A katódsugárzás merőlegesen lép ki a katód felületéről,

Nap ultraviola sugárzásával találja hasonlónak.

A sugárzás elektromágneses hullám természetű, 1880-ban!!!

Nem MOLEKULÁK okozzák

Goldstein híres csöve

Az üvegcső két elektródját felváltva használja katód gyanánt. Ha a sugárzást valóban negatív töltésű molekulák alkotják, akkor a mozgó molekulák által kisugárzott spektrumban Doppler - eltolódást kell észlelni. Ilyen nincs.

Heinrich Hertz

1882: Megfigyeli, hogy a sugárzás képes fémfólián áthatolni, és hogy elektromos mezőben nem téríthető el.

1886: az elektromos szikra kisülése közben elektromágneses hullámok keletkeznek. A katódsugárzást is elektromágneses hullámnak vélte, tévesen.

A röntgensugárzás: 1895

Röntgen képe feleségéről Eötvös keze, Klupathy Jenő

felvételeKároly Iréneusz felvételei

Képek a szertárból

Szekszárd első röntgencsöve az 1920-as évekből

Lénárd Fülöp(1862-1947)

1872-1880: A Pozsonyi Főreáliskola tanulója.

1880-1882: A bécsi Technische Hochschule

1883-1887: A Heidelbelbergi Egyetem

Lénárd Fülöp(1862-1947)

1887: Fél évet pesti egyetemen dolgozik, de mivel nem kap állást ezért végleg Németországba települ át.

1892-1893: Heinrich Hertz asszisztenseként dolgozik a bonni egyetemen. A katódsugárzást sikerül elektromos térben eltérítenie. A sugárzás nem lehet más, mint az anyagtalan elektromosság, a töltött test nélküli elektromos töltés, azaz az éter.

1893-1907: különféle német egyetemeken.Elsőként sikerül a sugárzást egy 0,001 mm vastag - fémszitával megerősített- ablakon kivezetnie.

Lénárd Fülöp(1862-1947)

1896: Prioritásvitába keveredik Röntgennel az X sugarak felfedezésének ügyében

1897: prioritásvita Thomsonnal. Az éter kvantált, az elektronokat, csak mint az éter kvantumait tekintette, és soha nem fogadta el anyagi mivoltukat.

1899-1902: A fotóeffektus vizsgálata

1905: Fizikai Nobel-díjat kap a katódsugárzással kapcsolatos munkásságáért.

1907: A Magyar Tudományos Akadémia rendes tagjává választja. Itthon az I. világháború kitöréséig, mint “külföldön élő hazánkfia” van számon tartva, sőt később a kolozsvári és a pozsonyi egyetemre is meghívják. Ez évtől a Heidelbergi Egyetem professzora és német állampolgár lesz.

Lénárd Fülöp(1862-1947)

• 1911: a relativitáselmélet „hókuszpókusz”

• 1920: viták Einsteinnel az éterről

1922: a dicstelen politikai szerepvállalás kezdete

Perrin

1895:katódsugárzás negatív töltésű részecskék áramlásaÁramerőssége mikroamperes nagyságrendű

1926: Az Avogadro-szám meghatározásáért

Joseph John Thomson• Megméri a katódsugarak sebességét, az a fénysebesség

ezredrésze, tehát nem elektromágneses hullám• Eltéríti a sugarakat elektromosan is

– Hertz azért nem tudta, mert nem volt elég jó a vákuum• Szerinte nem kémiai atomok, mert tömegük 2000-szer

kisebb, mint a hidrogéné• Meghatározza a fajlagos töltést• Próbálkozik az elektron töltésének meghatározásával• Atommodell: mazsolás puding• Tömegspektroszkóp:

– Neon atomok 20-as és 22-es izotópjai• Munkásságának elismerése:

– 1906 Nobel díj az elektron felfedezéséért

Joseph John Thomson

Éteri vagy anyagi eredet?

Thomson által készített első cső:•A katód, B anód: jól meghatározott sugár•Koaxiális hengerpár: külső földelve,belső elektorméterhez kapcsolva•Mágneses eltérítés•Elektrométer akkor jelez, ha a sugár a hengerpár nyílására irányul•Meghatározza a Hő/Töltés arányból a az e/m-et

A sugarak és az elektromos töltésfolyam elválaszthatatlan, tehát a kettő ugyanaz

Gyakran támadják az elméletét, hogy elektromos térben nem téríthető el a sugárDe nagyon kis nyomáson, kis feszültségre is eltérül

• Thomson második (perdöntő csöve)• Mágneses és elektromos eltérítés módszere

– Elektromos tér hatására eltérül, eredeti mozgásának irányára merőleges sebességre tesz szert, eltérülésének szöge:

– Mágneses mező hatására is eltérül. Ekkor az eltérülés szöge:

– A fajlagos töltés:Nagyságrendje:

A fajlagos töltés mérése

Képek a szertárból

Az e- felfedezése: csak egy újabb (családi) történet kezdete…

1937:e hullámtermészeteG.P.Thomson

Braun: út a technikai fejlődés irányába: oszcilloszkóp

1909: Fizikai Nobel-díjat kap a Marconival megosztva.

Magyarok a TV fejlesztői köztOkolicsányi Ferenc (1894-

1954):1926:tükörcsavar-képbontás

Mihályi Dénes (1894-1953)1919: "képtávíró" készülékét, amellyel elektromágneses hullámok segítségével állóképeket tudott

• 1935: TV-készülék Okolicsányival és Traubbal-Telehor A:G:-nél, hazai bemutatása a Gellért szállóban

Magyarok a TV fejlesztői közt

Tihanyi Kálmán (1897-1947) 1926:töltéstárolás elve (amerikaiak veszik meg)1931: Kamera (később infra is)

Goldmark Péter Károly (1906-1977). 1926-ban már működőképes TV 1940:Színes TV készülékét1960-as évek: A Hold kísérleteknél használt TV berendezések kifejlesztésén is dolgozott.1948: Az ő találmánya volt a mikrobarázdás lemez is, 1948-ban.

Mindenki atomfizikázik,hála a katódsugárzásnak

1 milliárd gyorsító berendezés világszerte!De számuk már nem nő!

Izgalmas időket élünk…

CERN, ATLAS detektor: Higgs bozon? Fizika vége? Nem, sőt!

…sőt , még az enyémnek sincs vége, de igazából csak jövőre

folytatom( talán)!